[发明专利]一种应用于超级电容器的纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种应用于超级电容器的纳米复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、聚苯胺纳米纤维的制备；S2、双金属氧化物的制备；S3、聚苯胺与铁酸钴双金属氧化物复合材料的制备；S4、复合材料/泡沫镍电极片制备。该应用于超级电容器的纳米复合材料的制备方法，解决了以往出现的铁钴双金属氧化物导电性能差的缺陷，以获得良好的储能特性的超级电容器材料，电极材料表现出高达2194F/g的比电容，以及良好的倍率特性，在20A/g的电流密度下仍然达到1080F/g，要优于以往报道中铁酸钴纳米复合材料的比电容性能，且通过与导电高分子聚合物复合，提高了材料的导电性，更利于材料实现产业化，是非常有潜力的超级电容器材料。

主权项

1.一种应用于超级电容器的纳米复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、聚苯胺纳米纤维的制备：采用快速混合反应方法来制备PANI纳米纤维，首先，分别将3.2mmol苯胺和0.8mmol过硫酸铵溶于1M HCl溶液中，持续搅拌，直至溶液变成深绿色，之后用DMF:乙醇：去离子水＝10:2:1(v：v：v)的混合溶液对所得深绿色溶液进行多次离心洗涤，并且多次离心洗涤分别为在10000r/min的转速下洗涤1次以及在9500r/min的转速下洗涤2次，即可得到待用的PANI纳米纤维溶液；S2、双金属氧化物的制备：将20mg DOBDC、45mg FeCl2·4H2O、34mg Co(NO3)2·6H2O加入到13mL的DMF：乙醇：去离子水＝10:2:1(v：v：v)的混合溶液中，磁力搅拌至固体完全溶解，此时溶液变成深蓝色，得到铁酸钴双金属氧化物溶液；S3、聚苯胺与铁酸钴双金属氧化物复合材料的制备：将步骤1制好的PANI纳米纤维溶液加入到铁酸钴双金属氧化物溶液中，搅拌均匀，并放入反应釜中在120℃温度下水热反应24小时，之后将反应后的溶液用乙醇洗涤多次，并在60℃真空中干燥12小时，烘干后将粉末在管式炉中500℃煅烧2小时，即可得到铁酸钴双金属氧化物/PANI纳米纤维复合电极材料；S4、复合材料/泡沫镍电极片制备：泡沫镍的预处理：将泡沫镍剪裁成1cm*2cm的矩形，首先在6M HCL中超声浸泡15min，然后分别用去离子水和乙醇超声清洗15min，在60℃的烘箱里烘干过夜，将煅烧后的铁酸钴双金属氧化物/PANI纳米纤维粉末样品、乙炔黑和聚偏氟乙烯(PVDF)以质量比为8:1:1一起放入研钵中，向铁酸钴双金属氧化物/PANI纳米纤维粉末样品、乙炔黑和聚偏氟乙烯(PVDF)中滴加N‑甲基吡咯烷酮(NMP)，研磨变成浆状物，用小号画笔刷刷在泡沫镍上1cm*1cm的面积内，并用薄片将浆状物刮一段时间后从而将浆状物刮均匀，将其在60℃下放置12小时烘干，最后将烘干的铁酸钴双金属氧化物/PANI纳米纤维/泡沫镍薄片在压片机上加压至10MPa，得到所需要的电极片。